浅谈排水顶管施工过程中的重点控制

地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务，为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小，如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

顶管施工是为非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节约。顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。

随着顶管技术在排水管道工程的广泛运用，本论文通过太原道泵站改造顶管工程主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题。

1、工程概况

本工程是位于天津市和平区，是太原道泵站改造工程排水工程的部分工程，且穿越大沽北路，管道较深度（顶管管道深度为11.7米）。顶管穿越土层土质为淤泥质粉质粘土,土质较差,周边建筑物较多，并且太原道为主要交通干道。

2、施工技术方案

（1）经调查分析研究，根据本工程具体情况，采用土压平衡式顶管工艺进行施工。其主要原因是：a、它的适应范围都比气压平衡、泥水平衡两种方式宽。b、土压平衡掘进机在施工过程中所排出的渣土要比泥水平衡掘进机所排出的泥浆容易处理。C、土压平衡掘进机的设备要比泥水平衡和气压平衡简单得多。

（2）顶管施工工艺流程:

施工前期准备测量放样、复核工作井施工搅拌桩施工工作井上下设备安装准备工具头吊车下井、全套设备调试工具头穿墙顶进后续吊放管道管道顶进、测量控制及纠偏管道排泥和废泥浆外运下一节管吊放就位下段顶管顶进管道贯通、回收工具头竣工验收、清场

（3）施工顺序：

顶管法施工采用先施工顶管工作井及接收井，后顶进管道，然后施工检查井的施工顺序，顶管工作井及接收井施工、管节制作、顶进施工、检查井施工尽可能平行交叉进行、以缩短工期。

3、关键施工技术措施

1）测量和轴线控制技术

确保顶管施工的关键在于控制好顶进轴线。在进入前30m,顶进测量的频率提高到1 次/m,并每顶进15m 就进行一次顶进轴线复核,确保顶管机头在进入穿越段之前处于准确的姿态,轴线偏差控制在10mm 以内。进入穿越段后,每顶进50cm 测量一次顶管姿态,做到勤推、勤测、勤纠。避免因为轴线出现过大偏差而进行强制纠偏,从而将对管体外土体的扰动减少到最小。

2）触变泥浆压浆控制技术

在顶管管节外壁与土层之间形成良好性能的触变泥浆套,不仅可使顶进阻力成倍的下降,而且对控制地表沉降、减少土体的扰动有很好效果。因此,在实施穿越时,为了确保完整泥浆套的形成,严格控制泥浆质量并选用优质膨润土,并根据顶进情况,不断优化泥浆配比。在控制好泥浆配比的同时,控制泥浆拌制质量;拌制好的泥浆静置24h 后,要求漏斗粘度时间大于26s,并使用前再次搅拌。其次,在压浆时还着重控制以下4 个方面:

①出洞口的止水装置要确保不渗漏,管节接口和中继间的密封性能良好,是形成泥浆套的先决条件;

②从出洞口开始压浆,出洞口的压浆可以避免管子进入土体后被握裹,进而引起“背土”的恶果;管道在“背土”条件下的运动将对土体产生很大的扰动;

③机尾的同步压浆,使泥浆套随机头不断延伸,若不及时压浆,机壳外面也很容易产生背土现象,尤其是在穿越地铁隧道阶段,确保机尾处泥浆套形成对减少土体扰动非常重要;

④对管道沿线定时补浆,不断弥补浆液向土层的渗透量,在穿越过地铁隧道后的后续顶进中,不断地补浆有助于减少管道前移时对地铁隧道上方土体的摩擦扰动。

3） 控制泥浆置换质量

及时利用触变泥浆压注孔对管道外的触变泥浆进行纯水泥浆置换,从而减少了管道的后期沉降。

4、其他技术措施

1）安装导轨

导轨采用重型导轨，安放在砼基础面上，导轨定位时必须稳固、准确，在顶进过程中承受各种荷载时不移位、不变形、不沉降，两根轨道必须相互平行、等高，导轨面上的中心标高按顶管管内底标高设置。在顶进中经常观测调整，以确保顶进轴线的精度，导轨安放前先校核管道中心位置。

2）顶管后背处理

顶管后背采用整体钢板焊接的后背，后背铁和支护桩之间用C20混凝土浇筑，这样使千斤的集中应力传导至后背铁上，最后逐步扩散到后背土体，由土的被动土压力承担。后背铁的摆放垂直度满足规范的要求。后背铁的摆放要对称于管道中线，同时千斤架的摆放满足对称要求，反方向施工顶进以已经顶进的管道为后背，在原有管道的接口处放置大于10mm厚的橡胶板，再放环形顶铁一块，保护好原有管口。

3）做出洞止水封门

在顶进方向出洞口处增加止水封门。止水封门做法，将洞口处的土挖掉并清理干净，形状为内圆外方，内圆直径为管外皮直径加100mm，外方横向尺寸为以内圆直径加600mm，高度为管材半径；露出水泥搅拌桩支模，厚度为300mm，浇筑混凝土。在与水泥桩的接触缝隙处一定要灌满砼，并用振捣棒细致振捣，在距内圆5―100mm的位置上予埋ф16螺栓，长350mm，埋入混凝土200mm，外露150mm。螺栓间距150mm，分内外两排，梅花桩交错布置，待混凝土强度达到50%后，先对封门迎面进行找平，凸起处用錾子剔掉，凹处补高标号水泥砂浆整体找平后，安装环形橡胶板，厚20mm，内环直径要比管外皮直径小200mm，外环直径同封门外边尺寸，在环形橡胶板上和螺栓对应的位置挖孔，将环形橡胶板紧紧贴住封门的迎面，并使螺栓从与其对应的孔中露出，再在橡胶板外面压上同厚度同形状的环形钢板（但钢板内环直径为管外皮加60mm，这一点与环形橡胶板不同，其余都同），最后用双螺母拧紧螺栓，将环形钢板和环形橡胶板与封门紧紧顶严，保证破洞后坑外的泥水不会顺着封门与管外皮的缝隙处流进坑内，

5、结论

根据具体的地质条件、环境条件和施工工艺的特点,制定了合理的泥浆套、后期注浆加固周边土体等控制技术措施以及选取合理的施工技术参数,为顺利施工提供了技术保证。

经过多年的发展，顶管技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头，无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上取得了很大的进步，在某些方面甚至达到了世界领先水平。随着新兴技术在工程实例中的使用，我们将不断的总结经验、改进工艺，使顶管工艺更加完善。

宋亚刚，男，天津人，大专，天津市排水管理处，主要从事排水施工工作。